Розрахунок мостів і труб на вплив водного потоку

6.1.1 Розрахунок мостів, труб і заплавних насипів на дію водного потоку належить виконувати, як правило, за гідрографами і водомірними графіками розрахункових паводків. Крім того, мости, труби і заплавні насипи на залізницях загальної мережі необхідно розраховувати за гідрографами і водомірними графіками паводків, умовно названими найбільшими. При цьому ймовірність перевищення розрахункових і найбільших паводків належить приймати відповідно до таблиць 6.1 та 6.2.

За відсутності гідрографів і водомірних графіків, а також в інших обґрунтованих випадках розрахунок споруд на дію водного потоку допускається здійснювати за максимальними витратами і відповідними їм рівнями розрахункових і найбільших паводків.

Таблиця 6.1

Залізниці
Споруди Категорія доріг (відповідно до ДБН В.2.3-19) Ймовірність перевищення максимальних витрат повеней, %
розрахункових найбільших
Мости і труби І і II загальної мережі 0,33
III і IV загальної мережі 11)
V і VI під'їзні колії 22)
Внутрішні колії промислових підприємств
1) При розрахунках незатоплюваних брівок земляного полотна регуляційних споруд та огороджувальних дамб блукаючих русел річок для залізниць III категорії ймовірність перевищення максимальних витрат при найбільшому паводку слід приймати 0,33 %. 2) Якщо з технологічних причин підприємств перерва у русі не дозволяється, ймовірність перевищення слід приймати 1 %.

Таблиця 6.2

Автомобільні дороги, міські вулиці і дороги
Споруди Категорія доріг (відповідно до ДБН В.2.3-4) та призначення споруд Ймовірність перевищення максимальних витрат повеней, %
розрахункових найбільших
Великі і середні мости Дороги І і III категорій та міські вулиці і дороги
Мости під метрополітен та суміщені з метрополітеном мости 0,33
Дороги IV і V категорій
Малі мости і труби Дороги І категорії та магістральні вулиці
Інші вулиці і дороги

У розрахунках належить враховувати досвід водопропускної роботи близько розташованих споруд на тому ж водотоці, вплив водопропускних споруд одна на одну, а також вплив на водопропускну споруду, що проектується, а також на існуючі або майбутні гідротехнічні та інші річкові споруди.

За наявності інженерних споруд, будівель і сільськогосподарських угідь поблизу мостів і труб необхідно перевірити їх безпеку від підтоплення через підпір води перед спорудою.

При проектуванні мостів і труб, розташованих біля гребель, необхідно враховувати можливість прориву цих гребель.

6.1.2 У розрахунках належить приймати максимальні витрати паводків того походження, за яких для заданого значення ймовірності перевищення складаються найбільш несприятливі умови роботи споруд (таблиця 6.2).

Побудова гідрографів і водомірних графіків, визначення максимальних витрат при різних паводках і відповідних їм рівнів води належить виконувати згідно з вимогами СНиП 2.01.14.

6.1.3 Розміри отворів малих мостів і труб допускається визначати за середніми швидкостями течії води, допустимими для ґрунтів русла (в тому числі на вході і виході зі споруди), типів кріплення його конусів. При цьому необхідно дотримуватись вимог, наведених в 5.6, 5.7, 5.10 та 6.1.10.

Для малих мостів і труб у випадку визначення їх отворів за зливовим стоком допускається враховувати акумуляцію води перед спорудою. Зменшення витрат у споруді внаслідок врахування акумуляції допускається не більше ніж у 3 рази.

6.1.4 Розміри отворів великих і середніх мостів, належить визначати з урахуванням підпору, природних деформацій русла (особливо на передгірних ділянках гірських річок), стійкого розширення підмостового русла (зрізки), загального і місцевого розмивів біля опор, конусів і регуляційних споруд. Отвір моста в просвіт не повинен бути меншим від стійкої ширини русла, за винятком річок із русловою багаторукавністю.

Розміри отворів міських мостів належить призначати з урахуванням майбутнього регулювання ріки і вимог упорядкування набережних. Крім того, загальний розмив русла та місцевий розмив біля опор слід оцінювати на основі історичних спостережень за вже побудованими мостами.

6.1.5 Розрахунок загального розмиву під мостами належить виконувати на основі розв'язку рівняння балансу наносів на ділянках русел річок у межах зони впливу мостових переходів при наводках, указаних у 6.1.2. При цьому слід надавати перевагу аналітичному розв'язанню рівняння балансу наносів, методику якого наведено в додатку Г.

Для попередніх розрахунків, а також за відсутності необхідних даних про режим водотоку загальний розмив допускається прогнозувати за його граничною величиною, що відповідає відновленню в руслі природного балансу наносів.

При морфометричній основі розрахунку обчислені максимальні глибини загального розмиву належить збільшити на 15 %.

6.1.6 При побудові лінії найбільших розмивів, крім загального розмиву, треба враховувати місцеві розмиви біля опор, вплив регуляційних споруд та інших елементів мостового переходу, можливі природні переформування русла (які на передгірних ділянках гірських річок можуть бути того ж порядку, що й місцеві розмиви біля опор) і особливості його геологічної будови.

Розрахунки мостів на дію сейсмічних навантажень належить виконувати без урахування місцевого розмивання русла біля опор.

6.1.7 Величину коефіцієнта загального розмиву під мостом належить обґрунтовувати техніко-економічним розрахунком. При цьому слід враховувати вид ґрунтів русла, конструкцію фундаментів опор моста, розбивку моста на прогони, величини підпорів, можливі розширення русла, швидкості течії (допустимі для судноплавства і міграції риби), а також інші місцеві умови. Величину коефіцієнта загального розмиву належить приймати не більше ніж 2.

При морфометричній основі розрахунку коефіцієнти загального розмиву належить приймати не більше ніж 1,75.

6.1.8 Зрізання ґрунту заплавної частини отвору моста допускається передбачати тільки на рівнинних річках. Розміри і конфігурацію зрізання належить визначати розрахунком, виходячи з умов її незамулення в залежності від частоти затоплення заплави (як правило, не менше ніж 50-75 %) і міри стиснення потоку мостовим переходом при розрахунковому рівні високої води (як правило, не менше ніж 1,7).

Зрізання в руслі боковиків, обмілин, осередків не допускається.

6.1.9 Розширення русла під мостом внаслідок зрізання ґрунту треба плавно з'єднувати з нерозширеними частинами русла для забезпечення сприятливих умов підведення потоку води і руслоформуючих наносів до підмостового перерізу. Загальна довжина зрізання (з верхової і низової сторони від осі переходу) має бути в 4-6 разів більша від її ширини в створі моста. Слід уникати конфігурації зрізу з найбільшою шириною в створах голів регуляційних споруд.

При проектуванні зрізання ґрунту на заплаві необхідно передбачати видалення заплавного намулку до оголення незв'язаних алювіальних ґрунтів по всій площі зрізання.

6.1.10 Перевищення брівок земляних споруд на підходах до великих і середніх мостів над рівнями води при паводках згідно з 6.1.2 (з урахуванням набігу хвилі на укоси і можливого підпору) належить приймати:

- для земляного полотна і огороджувальних дамб на мостових переходах через річки з блукаючими руслами – не менше ніж 0,5 м;

- для регуляційних споруд і берм насипів – не менше ніж 0,25 м.

Перевищення брівок земляного полотна належить приймати :

на підходах до малих мостів і труб над рівнями води (з урахуванням підпору і акумуляції) не менше ніж 0,5 м;

для труб при напірному і півнапірному режимах роботи не менше ніж 1,0 м.

Крім того, на автомобільних дорогах при визначенні перевищення брівки земляного полотна на підходах до указаних споруд належить дотримуватись умов перевищення низу дорожнього одягу над рівнем ґрунтових і поверхневих вод, наведених у ДБН В.2.3-4.

Підпори на мостових переходах розраховуються за рівнянням нерівномірного руху рідини з урахуванням впливу руслових деформацій у процесі проходження розрахункового (найбільшого) паводка по природному підмостовому руслу.

6.1.11 Напірні укоси підходів мають бути захищені від динамічних дій – поздовжніх течій, хвиль, льодоходу. На мостових переходах через річки, що протікають на узгір'ях, не рекомендується застосовувати активні способи захисту у вигляді струменевідбійних споруд.

6.1.12 За необхідності регулювання напряму потоку і запобігання розмивам на мостових переходах належить передбачати струмененапрямні і берегозахисні споруди.

Стумененапрямні дамби треба передбачати при заплавній витраті води більше 15% від загальної розрахункової витрати або при середніх розрахункових швидкостях течії води під мостом до розмиву понад 1 м/с, а також при відповідних ситуаційних особливостях переходу (притискних течіях, перекриттях проток тощо).

Конфігурацію і розміри струмененапрямних дамб у плані слід визначати з огляду на місцеві морфометричні умови при неухильному забезпеченні безвідривного обтікання їх водним потоком. З метою запобігання руйнуванню дамб слід передбачати захисні укріплення напірних укосів і особливо голів, які працюють у найважчих умовах.